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光固化形状记忆复合材料的4D打印及应用探索

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光固化形状记忆复合材料的4D打印及应用探索

作者：苗淑淑北京化工大学

学位级别：硕士

3D打印成形的刺激响应材料制件不仅具有复杂结构,且其形状、颜色、性能和功能等在外部环境（包括温度、电、光、磁、水等）的刺激下会随着时间的推移发生变化,即4D打印技术。4D打印赋予了静态打印结构动态的特性,是实现制件复杂结构-功... 详细信息

3D打印成形的刺激响应材料制件不仅具有复杂结构,且其形状、颜色、性能和功能等在外部环境（包括温度、电、光、磁、水等）的刺激下会随着时间的推移发生变化,即4D打印技术。4D打印赋予了静态打印结构动态的特性,是实现制件复杂结构-功能一体化制备的关键技术,已成为一种不可或缺的生产制造方式。其中,基于光固化成型的数字光处理（DLP）技术由于具有打印分辨率高、打印速度快的优势,在4D打印中备受关注。然而,目前基于DLP的4D打印技术仍然存在打印材料种类有限、功能单一、力学性能不足等问题使其应用受限,亟待开发基于光固化复合材料的4D打印,以增强材料的功能特性和力学性能,并进一步拓展其应用。本论文设计开发基于形状记忆聚合物（SMP）树脂前驱体和无机填料的紫外固化体系,通过高分辨率DLP的4D打印技术,制备了复杂三维复材结构,并优化了其性能。本研究为利用DLP技术制备具有优异力学性能的功能材料提供了一定的启示。具体研究如下:（1）本文开发了一种由钕铁硼（Nd Fe B）磁性颗粒和光固化SMP树脂前驱体组成的紫外固化磁性形状记忆复合材料（mag SMC）体系,该体系具有与DLP打印技术的兼容性、形状记忆性、700倍于自身的力学承载能力、优异的光热转换性能和较大的矫顽力。因此,通过基于DLP的4D打印技术制备的mag SMC软致动器不仅具有复杂三维结构,还具有光磁双刺激响应性,从而实现实时可重复编程。一方面,利用Nd Fe B的光热效应,在近红外二区（NIR-II）的1064 nm光照的开/关状态下,每个mag SMC元素都可以在解锁和锁定状态之间独立、可逆的切换,定义为二进制码的“1”和“0”状态,从而实现NIR-II光的二进制编码编程;另一方面,由于Nd Fe B具有巨大的矫顽力,在致动磁场的作用下可以精确、远程地诱导NIR-II编程的mag SMC软致动器的实时变形。最后,本论文利用磁场和光场的协同控制,实现了4D打印的含羞草变形、抓手抓取并运输重物、机器人引导软线运动。（2）本文开发了一种由碳纤维（CF）粉和SMP树脂前驱体组成的光/热双引发剂协同固化的形状记忆复合材料体系。该体系除了具有与DLP打印技术的兼容性和形状记忆特性外,其力学性能显著提升,且表现出优异的电磁波吸收能力。首先,复合材料体系中的光引发剂苯基双（2,4,6-三甲基苯甲酰基）氧化膦（819）可以使其通过DLP光固化打印快速成型;由于热辐射穿透深度更深,体系中的热引发剂2,2’-偶氮二异丁腈（AIBN）可使成型样件的内部树脂在热处理下实现完全固化。其次,相较于纯SMP,高模量CF的加入使得完全固化成型的复合材料的杨氏模量和拉伸强度均提高了约60%。光/热双引发剂协同引发为DLP打印的CF复合材料构件力学性能的优化提供了新的有效策略。最后,对DLP打印的CF形状记忆复合材料样件的电磁波吸收能力做了初步探索。结果表明,当复合材料样件中CF含量为5 wt%,样件厚度为7.1mm时,其在11.87 GHz处最低反射损耗(RLmin)值达到了-50.97 d B,表现出优异的电磁波损耗能力。

关键词：光固化4D打印形状记忆复合材料实时可编程致动碳纤维增强

不同热处理工艺下增材制造TC17钛合金组织与摩擦学性能研究

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中国激光 2024年第12期51卷 127-138页

作者：王浩胡怡宁王涛中国民航大学工程技术训练中心天津300300 中国民航大学航空工程学院天津300300

研究了不同热处理工艺对定向能量沉积TC17钛合金微观组织与摩擦学性能的影响,分析了热处理过程中的组织演变规律与20 N干滑动磨损下的综合磨损行为。结果表明,在退火与退火后固溶处理阶段,合金主要由初生α相及连续或不连续的晶界α相... 详细信息

研究了不同热处理工艺对定向能量沉积TC17钛合金微观组织与摩擦学性能的影响,分析了热处理过程中的组织演变规律与20 N干滑动磨损下的综合磨损行为。结果表明,在退火与退火后固溶处理阶段,合金主要由初生α相及连续或不连续的晶界α相、β相组成,无相析出区伴随连续晶界α相存在。在退火后固溶处理的基础上进一步进行时效处理,针状次生α相开始析出,且随着时效温度的升高,初生与次生α相开始生长、粗化,无相析出区先消失后出现。硬度与磨损测试结果表明,经580℃时效处理后显微硬度最高(486.93 HV),此时有较强的弥散强化效果,摩擦学性能最优,磨损率仅为0.0451 mg/m。热处理后多种磨损机制混合存在,磨损率、磨损形貌取决于微观结构与氧化层的变化。研究结果为优化TC17合金摩擦学性能与热处理工艺提供了参考。

关键词：激光技术钛合金摩擦学性能微观组织热处理定向能量沉积

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元宇宙应用引发的人文风险与应对策略

学术探索 2024年第4期 70-79页

作者：王晓宁杨君武湖南师范大学公共管理学院湖南长沙410081

通过深入探究元宇宙应用带来的人文风险,为元宇宙的数字治理准则阐发提供崭新视角和有效方法。从元宇宙关键技术出发,详细论述了元宇宙带来的主要包括自由风险、平等风险、公正风险和法治风险在内的群体风险,以及主要包括主体性弱化风... 详细信息

通过深入探究元宇宙应用带来的人文风险,为元宇宙的数字治理准则阐发提供崭新视角和有效方法。从元宇宙关键技术出发,详细论述了元宇宙带来的主要包括自由风险、平等风险、公正风险和法治风险在内的群体风险,以及主要包括主体性弱化风险、个体能力损伤风险、权利遭侵犯风险和身心健康风险在内的个体风险,重点阐述了元宇宙技术的全周期中包括技术研发、技术应用和技术分配的三个关键阶段,并基于我国现有的元宇宙治理方案,针对这三个技术维度的风险特征提出多样多元的风险防控策略。

关键词：元宇宙人文风险虚拟现实数字鸿沟区块链应对策略

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2种低延迟服务的通用优化技术

清华大学学报（自然科学版） 2024年第8期64卷 1306-1318页

作者：郭雅宁徐明伟清华大学网络科学与网络空间研究院北京100084 中关村国家实验室北京100097

近年来,各种低延迟服务吸引了越来越多的用户关注,部署规模不断扩大。为提升低延迟服务性能,工业界和学术界提出多种优化方案并部署在网络传输路径的不同位置,其中部署在端侧的各种低延迟拥塞控制算法和部署在网络侧的主动队列管理算法... 详细信息

近年来,各种低延迟服务吸引了越来越多的用户关注,部署规模不断扩大。为提升低延迟服务性能,工业界和学术界提出多种优化方案并部署在网络传输路径的不同位置,其中部署在端侧的各种低延迟拥塞控制算法和部署在网络侧的主动队列管理算法应用较广泛,这2种算法的设计目标都是尽量避免数据包排队,减少端到端延迟,但是由于这2种算法是独立的,存在潜在的不适配问题,影响应用的性能表现。因此,有关这2种算法的协同优化也成为一个研究方向,基于机器学习的通用算法和端网联合优化是最具代表性的方案。该文总结了低延迟拥塞控制算法和主动队列管理算法的设计思路、组合使用时的性能测试结果以及协同优化的问题,认为跨层联合优化是解决现有不适配问题并进一步提高应用性能的可行思路,建议低延迟服务性能优化的研究应重视通用性和实际部署性。

关键词：拥塞控制算法主动队列管理低延迟服务跨层联合优化机器学习性能优化

双波长圆偏振光场中分子电离动力学的研究新进展

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光学学报 2024年第2期44卷 10-23页

作者：郭振宁刘运全北京大学物理学院人工微结构与介观物理国家重点实验室北京100871 量子物质协同创新中心北京100871 极端光学协同创新中心山西太原030006

超短激光脉冲的出现为人们研究原子分子内电子的超快动力学过程提供了重要的技术手段。强激光诱导原子分子的光电离过程是光诱导物理过程的基石,也是目前强场物理领域的前沿热点之一。本文重点综述了双波长圆偏振光场中分子电离动力学... 详细信息

超短激光脉冲的出现为人们研究原子分子内电子的超快动力学过程提供了重要的技术手段。强激光诱导原子分子的光电离过程是光诱导物理过程的基石,也是目前强场物理领域的前沿热点之一。本文重点综述了双波长圆偏振光场中分子电离动力学的研究进展。首先,介绍了研究强场分子电离动力学的半经典模型,给出了电离电子波包的相位和振幅分布。然后,介绍了利用双波长圆偏振光场测量H2分子和CO分子的电离动力学的研究,发现电离电子的振幅结构以及隧穿后电子受到的长程库仑势都会影响电子的动力学过程。此外,电子波包的相位结构也会包含在光电子的发射角中,这个初始相位编码了电子吸收光子而电离过程中的时域信息。最后,对新型阿秒钟在分子光电离过程中的应用进行了总结,并展望了未来复杂分子体系的应用前景。

关键词：原子分子物理学强场光物理隧道电离多光子电离分子半经典模型

人体临床试验受试者权益保护的司法现状及问题研究

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卫生法学 2024年第4期32卷 48-53页

作者：武子靖郭佳宁沈阳师范大学法学院沈阳110034

司法实践中,人体临床试验受试者的损害赔偿纠纷案件是按照一般医疗侵权行为进行审理和判决的。除医疗机构导致医疗事故的特殊情形外,绝大多数案件中受试者都因为无法证明研究者的过错、试验行为和损害结果的因果关系而败诉,根本无法获... 详细信息

司法实践中,人体临床试验受试者的损害赔偿纠纷案件是按照一般医疗侵权行为进行审理和判决的。除医疗机构导致医疗事故的特殊情形外,绝大多数案件中受试者都因为无法证明研究者的过错、试验行为和损害结果的因果关系而败诉,根本无法获得赔偿。申办者和研究者作为人体临床试验的主导者,往往占据绝对的优势。从公平的角度出发,应当加大作为危险制造者的申办者和研究者的举证责任,减轻受试者的举证责任以便于更好地保护受试者的合法权益。将人体临床试验侵权责任从一般医疗侵权中分离出来,作为一种独立的特殊侵权责任类型加以规范,以实现受试者权益保护和安全至上的基本国际法原则。

关键词：人体临床试验受试者侵权责任过错知情同意

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有机催化吲哚碳环官能团化研究进展

化学学报 2024年第6期82卷 641-657页

作者：郑灏宁刘金宇成都理工大学材料与化学化工学院成都610059

吲哚骨架在药物分子、生物活性分子和天然产物中普遍存在,因而引起合成化学家的广泛关注.由于吲哚骨架的电子云密度特性,使其反应位点多集中于五元杂环,这也令吲哚骨架的合成与修饰也大多被焦聚在吡咯环.吲哚碳环反应活性较低,因而官能... 详细信息

吲哚骨架在药物分子、生物活性分子和天然产物中普遍存在,因而引起合成化学家的广泛关注.由于吲哚骨架的电子云密度特性,使其反应位点多集中于五元杂环,这也令吲哚骨架的合成与修饰也大多被焦聚在吡咯环.吲哚碳环反应活性较低,因而官能团化研究相对较少.近几十年,随着过渡金属领域的发展,尤其是碳氢活化策略的提出,吲哚碳环官能团化策略得到了一定的发展.有机催化相比于过渡金属催化,虽然在催化活性与底物使用范围上受限,但也因为其在手性控制、成本和操作性上的优势,被研究者们应用于吲哚碳环的官能团化,并取得了迅速的发展.重点综述了利用有机催化剂实现吲哚碳环官能团化的研究成果.

关键词：吲哚碳环官能团化有机催化不对称合成串联反应轴手性

地黄饮通过调控JAK1/STAT3信号通路治疗特应性皮炎小鼠的作用机制

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中国实验方剂学杂志 2024年第10期30卷 11-19页

作者：马雪宁张君成于腾杨素清温晓文贾淑琳王随天张洁琳广州中医药大学深圳医院(福田) 广州深圳518000 黑龙江中医药大学附属第一医院哈尔滨150040

目的:探讨地黄饮对2,4-二硝基氯苯(DNCB)诱导的特应性皮炎(AD)模型小鼠的作用及潜在机制。方法:通过DNCB反复刺激小鼠背部皮肤建立小鼠AD模型,造模成功后,随机分为模型组、润燥组(0.78 g·kg^(-1))、地黄饮高、中、低剂量组(40.30、20.1... 详细信息

目的:探讨地黄饮对2,4-二硝基氯苯(DNCB)诱导的特应性皮炎(AD)模型小鼠的作用及潜在机制。方法:通过DNCB反复刺激小鼠背部皮肤建立小鼠AD模型,造模成功后,随机分为模型组、润燥组(0.78 g·kg^(-1))、地黄饮高、中、低剂量组(40.30、20.15、10.08 g·kg^(-1)),每组12只,空白组12只,共72只。给药组按剂量灌胃给予相应药液,空白组和模型组灌胃给予同体积纯净水,1次/d,连续给药2周后观察小鼠皮损及搔抓次数;取小鼠背部皮损进行苏木素-伊红(HE)染色和甲苯胺蓝染色观察病理情况;酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测小鼠血清免疫球蛋白E(IgE)、白细胞介素-4(IL-4)、白细胞介素-6(IL-6)、干扰素-γ(IFN-γ)含量;实时荧光定量聚合酶链式反应(Real-time-PCR)检测皮损组织中IFN-γ、IL-4、IL-6、Janus激酶1(JAK1)、转录激活因子3(STAT3)mRNA的表达水平;蛋白免疫印迹法(Western blot)检测皮损组织JAK1、磷酸化(p)-JAK1、STAT3、p-STAT3蛋白的表达。结果:与空白组比较,模型组小鼠背部皮肤可见大量结痂、干燥、糜烂、肥厚伴搔抓,皮损组织可见表皮增生,伴角化过度和角化不全,棘层肥厚伴水肿,真皮层可见大量肥大细胞浸润,部分处于脱颗粒状态,小鼠血清中IgE、IL-4、IL-6、IFN-γ含量显著升高(P<0.01),皮损组织中p-JAK1、STAT3、p-STAT3蛋白表达水平及IL-4、IL-6、IFN-γ、JAK1、STAT3 mRNA表达显著升高(P<0.01);与模型组比较,各给药组小鼠背部皮肤仅见少量干燥、脱屑,细胞水肿减轻,炎性浸润明显减轻,肥大细胞浸润数明显降低,小鼠血清中IgE、IL-4、IL-6、IFN-γ均有不同程度降低(P<0.05,P<0.01),皮损组织中p-JAK1、STAT3、p-STAT3蛋白表达水平及IL-4、IL-6、IFN-γ、JAK1、STAT3 mRNA表达明显降低,其中以地黄饮高剂量组效果最佳(P<0.01)。结论:地黄饮能改善AD小鼠的皮损及瘙痒症状,其作用机制可能与干预JAK1/STAT3信号通路有效调节辅助性T细胞(Th)1/Th2轴上的细胞因子,影响皮肤屏障功能有关。

关键词：地黄饮特应性皮炎辅助性T细胞(Th)1/Th2 Janus激酶1(JAK1)/转录激活因子3(STAT3)3 作用机制

妇产科手术室中PDCA循环管理模式的运用效果

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中国卫生产业 2024年第12期21卷 107-109页

作者：柳芳宁淑苹熊梅荣湖南省第二人民医院(湖南省脑科医院)妇产科湖南长沙410007

目的分析妇产科手术室实施PDCA循环管理模式的效果。方法选取2021年7月—2023年6月湖南省脑科医院妇产科手术室护士20名为研究对象。2021年7月—2022年6月开展常规手术室护理管理,为对比组。2022年7月—2023年6月开展PDCA循环管理模式,... 详细信息

目的分析妇产科手术室实施PDCA循环管理模式的效果。方法选取2021年7月—2023年6月湖南省脑科医院妇产科手术室护士20名为研究对象。2021年7月—2022年6月开展常规手术室护理管理,为对比组。2022年7月—2023年6月开展PDCA循环管理模式,为探析组。比较两组护士管理质量水平、不良事件发生情况。结果探析组护士管理质量评分高于对比组,差异有统计学意义(P均<0.05)。探析组共发生1例护理不良事件,少于对比组的8例。结论开展PDCA循环管理模式可提升妇产科手术室护士的管理质量,减少护理不良事件。

关键词：妇产科手术室护士 PDCA循环管理护理管理